一种有源电力滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种有源电力滤波器，包括控制器、锁相电路、隔离驱动电路、CPLD芯片、信号调理电路、接口模块、显示电路、JTAG接口、通讯模块、驱动模块和保护电路，霍尔传感器通过信号调理电路连接控制器的A/D接口，控制器的CAP接口分别连接锁相电路两端和同步检测模块，控制器还连接CPLD芯片，CPLD芯片还分别连接隔离驱动电路、保护电路、接口模块和光纤，光纤还连接驱动模块，所述控制器还通过扩展电路分别连接显示电路、JTAG接口和通讯模块。本实用新型专利技术采用基于DSP+CPLD全数字控制的一种有源电力滤波器来实现补偿，解决了三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及滤波器，具体是一种有源电力滤波器。
技术介绍
随着国民经济的迅速发展，电力系统中非线性、冲击性和单相负载都大量增加，由此产生的谐波、无功功率和三相不平衡等问题给电力系统和用户造成了严重的影响。目前，用电单位也对电能质量和供电可靠性提出了更高要求，改善电能质量已成为社会发展的必然要求。因此，在电力系统运行中，研究怎样进行谐波污染抑制和无功功率补偿，来改善电能质量、提高功率因数和减少电能损耗已成为电力系统中的一个重要研究课题。
技术实现思路
为了解决三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题，本技术采用基于DSP+CPLD全数字控制的一种有源电力滤波器来实现补偿。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种有源电力滤波器，包括控制器、锁相电路、隔离驱动电路、CPLD芯片、信号调理电路、接口模块、显示电路、JTAG接口、通讯模块、驱动模块和保护电路，霍尔传感器通过信号调理电路连接控制器的A/D接口，控制器的CAP接口分别连接锁相电路两端和同步检测模块，控制器还连接CPLD芯片，CPLD芯片还分别连接隔离驱动电路、保护电路、接口模块和光纤，光纤还连接驱动模块，所述控制器还通过扩展电路分别连接显示电路、JTAG接口和通讯模块。作为本技术优选的方案：所述控制器采用DSP芯片TMS320LF2812。作为本技术优选的方案：所述CPLD芯片采用EPM7256AE。作为本技术优选的方案：所述隔离驱动电路为PWM隔离驱动电路。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术采用基于DSP+CPLD全数字控制的一种有源电力滤波器来实现补偿，解决了三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题。附图说明图1为一种有源电力滤波器的电路原理框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1，本技术一种有源电力滤波器，主要包括核心控制系统模块、数据采集模块、同步检测、隔离驱动电路、保护电路、接口模块和通信模块，其中数据采集模块包括霍尔传感器和信号调理电路。核心控制系统模块，主要由一片高性能32位定点DSP芯片TMS320LF2812和一片CPLD芯片EPM7256AE以及相关外围电路组成。其主要功能是将数据采集模块输出的模拟信号转换为数字信号，计算得出补偿指令电流，然后生成并发出控制逆变器的PWM驱动脉冲信号，并且根据不同的故障状态产生不同的保护动作，协调系统内部的逻辑、扩展I/O接口、简化外围电路等功能。数据采集模块，主要负责电压、电流等模拟信号的转换等处理。由于被检测的电压电流量数值比较大,数值远超过DSP允许的输入信号范围，因此，需要把这些模拟电信号降低，并将电流量变换为电压量，双极性信号变成单极性信号，并进行电平匹配，A/D转换后送入DSP进行运算。实现方法简述如下：电压、电流信号(包括2个直流母线电压、3个负载电流以及3个补偿器输出电流)经电流型霍尔传感器变换后，在高精度采样电阻上形成与原信号成比例的电压信号，再经滤波、隔离、电平变换后，得到0～3V模拟量输入电压，最后经12位A/D变换后进入DSP内处理。同步检测模块，主要功能是产生与电网电压频率、相位相同的同步工作脉冲信号以及256倍电网基波频率的A/D同步采用启动信号。实际中，由于电网的频率总会在50Hz上下发生波动，因此为保证电网参数计算的准确性，在测量过程中需要跟踪电网频率的变化，随时修正A/D的采样周期，以保证采样速率不变。同步检测模块实质是一过零电压比较器，将一相电源交流输入信号变换成方波信号，实现三相电源电压的相位检测，利用方波信号的跳变触发DSP产生中断，以便计算电网频率和控制DSP的A/D转换时刻。隔离驱动电路，是将控制系统模块产生的光驱动脉冲信号转换为电驱动脉冲信号，同时经过功率放大处理后，最终输出6路PWM信号，实现对逆变主电路IGBT的驱动控制。当出现过流、短路等故障时，立即封锁IGBT的驱动脉冲，并向核心系统控制模块发送保护信号。当发生短路、过流、过压、超温、欠压等故障时，故障信号经过故障检测模块处理后，立即封锁PWM驱动脉冲信号，并进行报警等处理，控制滤波器自动退出运行，以保护系统安全。本技术工作过程简述如下：首先对系统进行初始化，以保证DSP及所有外设的初始化状态正常；然后系统进入到主程序循环中，系统先进行故障自检，若有故障，进行故障处理，保证系统安全、可靠的运行；若系统无故障发生，则等待同步采样控制信号中断的发生，系统进入到对应的中断服务程序中进行频率检测和A/D转换等；然后进行直流侧电压控制；指令电流计算；软启动控制等，若是启动过程，则采用软启动方式，否则直接输出PWM控制信号。这样就完成了对一个采样周期的控制，然后程序返回，进行下一次采样循环控制。综上所述，本技术采用基于DSP+CPLD全数字控制的一种有源电力滤波器来实现补偿，解决了三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源电力滤波器，包括控制器、锁相电路、隔离驱动电路、CPLD芯片、信号调理电路、接口模块、显示电路、JTAG接口、通讯模块、驱动模块和保护电路，其特征在于，霍尔传感器通过信号调理电路连接控制器的A/D接口，控制器的CAP接口分别连接锁相电路两端和同步检测模块，控制器还连接CPLD芯片，CPLD芯片还分别连接隔离驱动电路、保护电路、接口模块和光纤，光纤还连接驱动模块，所述控制器还通过扩展电路分别连接显示电路、JTAG接口和通讯模块。

【技术特征摘要】
1.一种有源电力滤波器，包括控制器、锁相电路、隔离驱动电路、CPLD芯片、信号调理电路、接口模块、显示电路、JTAG接口、通讯模块、驱动模块和保护电路，其特征在于，霍尔传感器通过信号调理电路连接控制器的A/D接口，控制器的CAP接口分别连接锁相电路两端和同步检测模块，控制器还连接CPLD芯片，CPLD芯片还分别连接隔离驱动电路、保护电路、接口模块和光纤，光纤还连接驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：田涌，臧蕾，许艳，
申请(专利权)人：青岛阳浦智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37